电控自动变速器传动及控制技术探讨

张青原 贺彪 赵学广

摘要：在我国，汽车主要采用了固定轴式变速器，并且在现有的变速器结构的基础上增加电控单元。与此同时在汽车内采用 电控换挡执行机构，从而将车辆燃油经济性以及乘坐的舒适性提高。由于汽车容易受到较大的车载变化、行驶路况以及驾驶 意图影响，这就使得离合器和挡位控制不能够达到理想的效果，最终使得车辆的操纵性能受到影响。

关键词：自动变速器；变速器；电子控制系统；CVT

中图分类号：U463.2 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）19-0187-01

Discussion on electric automatic transmission and control technology

Zhang Qingyuan He Biao Zhao Xueguang

Great Wall Motor Company， Automotive Engineering Technical Center of HeBei， baoding 071000

Abstract： in China， the fixed shaft transmission is mainly used in automobiles， and the electric control unit is added on the basis of the existing transmission structure. At the same time， electric control gear shift actuator is adopted in the vehicle， which improves the fuel economy and comfort of the vehicle. As the vehicle is vulnerable to large vehicle changes， driving conditions and driving intentions， the clutch and gear control cannot achieve ideal results， and ultimately the vehicle's control performance is affected.

Keywords： automatic transmission； Transmission； Electronic control system； The CVT transmission

1 自动变速器分类以及特点

1.1 液力机械式自动变速器

液力机械式自动变速器具有较为复杂的结构，并且对于不同型号的变速器来说具有不同的局部结构。液力机械式自动变速器主要由液力变矩器、行星齿轮变速器、液压操纵机构以及控制系统组成 的。液力变矩器是液力机械式自动变速器的主要部分，它主要是由 叶轮、涡轮以及导轮组成的。液力变矩器不仅起离合器的作用，而 且还具有无级连续变速以及变矩的能力。在外部负载的时候，液力 机械式自动变速器具有良好的自动调节以及适应能力。除此之外， 液力机械式自动变速器不仅能够将车辆起步的转矩增大，而且能够 使得车辆的起步性能得到提高。目前，液力机械式自动变速器主要 应用在小型车辆中。

1.2 无级自动变速器 从理论上来讲，无级自动变速器可以保 证车辆在较为理想的经济区域内工作，从而使得汽车的驱动力以及 车速能够达到平穩。按照动力传递的形式来划分，无级变速器能够 分为电动式无级变速器、流体式无级变速器以及机械式无级变速器。从结构上来分析无级变速器，它真正的实现了速比的连续无级变化，

并且使得发动机与传动系统达到最佳匹配。然而无级变速器主要是

依靠传动带的挤压而产生一定的摩擦力，进而能够传递动力。目前，

无级自动变速器主要应用在排量在 1L 到 2.5L 左右的轿车以及轻型汽车上。

1 自动变速器电子控制系统结构和工作原理

2.1 自动变速器结构。自动变速器可分为机械式自动变速器AMT、

无级自动变速器 CVT 和液力式自动变速器。

AMT 在原有手动、有级、普通齿轮变速器的基础上增加了电子

控制系统，来自动控制离合器的接合、分离和变速器档位的变换， 在重型车上应用有好的前景；CVT采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变，目前在汽 车上的应用已具有一定的市场份额；液力式自动变速器是目前应用 最广泛、技术最成熟的。液力自动变速器主要由液力变矩器、机械 变速器、液压控制系统、冷却滤油装置等组成。

力变矩器。液力变矩器是一个通过自动变速器油（ATF）传 递动力的装置。在一定范围内自动、连续地改变转矩比，具有自动 离合器的功用。②机械变速器。采用 2-3 排行星齿轮机构组成，在 液力变矩器转矩变化的基础上再增大 2-4 倍，同时实现倒档传动。 ③液压控制系统。液压控制系统使汽车行驶中根据驾驶员的要求和 行驶条件的需要，控制离合器和制动器的工作状况的改变来实现机械变速器的自动换挡。

2.2 自动变速器电子控制系统结构及工作原理。①自动变速器

电子控制系统结构。自动变速器的电子控制系统包括传感器、电子 控制单元 ECU 和执行器。下图中列出了电子控制系统中的各种传感 器及作为执行器的电磁阀等。

②自动变速器电子控制系统工作原理。电控自动变速器是通过 各种传感器，将发动机的转速、节气门开度、车速、发动机水温、 ATF 油温等参数信号输入ECU，ECU 根据这些信号，按照设定的换挡 规律，向油压电磁阀、换挡电磁阀等发出动作控制信号，换挡电磁 阀和油压电磁阀再将 ECU 的动作控制信号转变为液压控制信号，阀 板中的各控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行元件的动作，

从而实现自动换挡过程。

3 自动变速器的电子控制系统控制技术

3.1 换挡控制。汽车在特定工况下都会有一个相对应的最佳换 挡时刻，这样汽车会发挥最佳的动力性和经济性。汽车在行驶过程 中，电子控制单元会根据模式选择开关信号、车速信号、节气门的 开度信号等参数来打开或关闭换挡电磁阀，继而打开或关闭通往离 合器、制动器的油路，使变速器升档或降挡。

3.2 换档平顺性控制。自动变速器改善换挡平顺性的方法有换 挡油压控制。减小转矩控制和N-D 换挡控制。

自动变速器在升档和降档的瞬间，ECU 通过电磁阀会降低主油 压，这样减少了换挡的冲击，使换挡平顺。在换挡的瞬间，还可以 减小发动机输出转矩，来减少输出轴的转矩波动。如果由 P 挡（N 挡）转为D 挡（R 挡），或相反动作时，自动变速器通过调整喷油量， 把发动机转速的变化减少到最小限度，以改善换挡。

结语：

通过对自动变速器及电子控制系统结构和工作原理的介绍，分

析了自动变速器电子控制系统的控制内容，希望驾驶自动变速器的 车主朋友能根据需要通过自动变速器控制的内容实现最佳的换挡平 顺及获得更好的燃油经济性。

参考文献

[1]刘衡章.实用当代汽车自动传动技术[M].北京：人民邮电

出版社，2016.

[2]张红伟.汽车底盘构造与维修[M].北京：高等教育出版社， 2015.

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